Les poinçonneuses étaient autrefois le choix de facto pour la réalisation de trous, mais est-ce toujours le cas ?
FIGURE 1. En matière de perçage, une poinçonneuse se distingue toujours par sa capacité à générer un grand nombre de trous en peu de temps.
Beaucoup de choses ont changé dans la fabrication des métaux au cours des 30 dernières années, notamment en ce qui concerne perçage en tôle.Dans les années 1990, la poinçonneuse était la seule voie possible, jusqu'à ce que l'émergence de la machine de découpe laser CO2 change la nature de la conversation.
Dans les années 2000, la technologie de découpe laser était prête à décoller.Au début du 21e siècle, les poinçonneuses restaient encore une option compétitive pour les ateliers de fabrication, en particulier si elles fournissaient une multitude de trous sur un flan de tôle et des formes qui ne pouvaient être dupliquées que dans une presse ou une presse plieuse.
Ce n'est qu'avec l'avènement de la technologie de découpe laser à fibre dans les années 2010 que les fabricants de longue date ont dû repenser à nouveau leur approche en matière de perçage.Ces lasers à semi-conducteurs pouvaient déchirer de fines tôles à une vitesse qui donnait aux lasers CO2 un aspect désuet.
Aujourd’hui, les lasers à fibre ont atteint une puissance de 20 kW et coupent des matériaux plus épais à des vitesses auxquelles peu de gens auraient pu s’attendre lorsque la technologie a fait ses débuts.Les ventes de lasers devraient croître à un rythme accéléré dans les années à venir, à mesure que les entreprises de fabrication de métaux tentent de suivre le rythme des avancées technologiques.Mais qu’en est-il de la poinçonneuse lorsqu’il s’agit de réaliser des trous ?
Bien entendu, le coup de poing a toujours sa place.C'est polyvalent.Les ateliers peuvent créer des formes telles que des persiennes et des gaufrages sans avoir à les déplacer vers une autre machine.Une poinçonneuse est également généralement moins chère qu’une machine de découpe laser fibre.
Mais les poinçonneuses se démarquent toujours comme des bêtes de somme pour les applications où de petits trous doivent être créés de manière cohérente et rapide (voir Figure 1).Pour ces types d’applications, le poinçonnage pourrait être le moyen le plus économique de produire des trous.
Faire de nombreux trous
Prenons par exemple la production d'écrans perforés.Les outils de cluster sont généralement utilisés pour perforer ces modèles de trous, car plusieurs poinçons peuvent être utilisés dans un seul outil, maximisant ainsi le nombre de trous créés en un seul coup (voir Figure 2).Imaginez un poinçon comportant jusqu'à 234 broches et créant autant de trous d'un seul coup !C'est chose faite.
De nombreux modèles de poinçonnage et zones de regroupement différents sont également disponibles, offrant ainsi de nombreux choix de poinçonnage.Par exemple, vous pouvez utiliser un outil en forme d'hexagone pour créer des motifs de trous avec des angles et ajouter un intérêt visuel à l'écran.
Gardez à l’esprit que pour le poinçonnage en cluster, la poinçonneuse doit être capable de fournir la force de poinçonnage requise pour l’application.La force de poinçonnage maximale recommandée ne doit pas dépasser 75 % de la capacité de la presse.La formule suivante peut être utilisée pour estimer la force de poinçonnage requise :
Longueur linéaire de coupe x Épaisseur du matériau x Résistance au cisaillement = Force de poinçonnage en tonnes
FIGURE 2. Un perforateur groupé est un moyen efficace de percer des trous d'un seul coup.Il s'agit d'un ensemble de clusters entièrement guidé à 234 broches.
Le longueur de coupe linéaire est égal au périmètre du trou multiplié par le nombre de poinçons dans le cluster.Le périmètre du trou pour un trou rond, c'est 3,14 fois le diamètre.Le périmètre du trou pour un trou façonné, comme l'hexagone, est la somme des longueurs des côtés.
Lorsque vous perforez une feuille comportant de nombreux trous, la feuille va vouloir s'enrouler vers le haut en raison de la force et de la contrainte qui lui sont appliquées dans la zone perforée (voir figure 3).Pour ce scénario, vous pouvez utiliser des matrices en forme de dôme qui aideront à contrecarrer le curling.Comment cela marche-t-il?Un décapant de forme concave se déplace vers le bas avec la course et fléchit la feuille vers le bas sur la matrice en forme de dôme, ce qui neutralise la courbure vers le haut qui accompagne le poinçon.
Pour une plus grande uniformité tout en aidant à garder les feuilles plates, le motif de perforation peut être modifié pour éviter de concentrer tous les trous perforés dans une seule zone (voir Figure 4).En répétant le motif, une zone peut être remplie de trous avec le même nombre de coups mais sans qu'une pression extrême soit appliquée sur une zone pour compléter un motif de trous.
Pour les applications dans lesquelles le matériau présente un défi de perçage ou où les poinçons sont utilisés de manière répétée, équipe après équipe, les poinçons en grappe entièrement guidés sont extrêmement utiles.Dans cette situation, le dévêtisseur serre le matériau sur la matrice pendant toute la longueur de la course afin qu'il puisse soutenir le poinçon aussi près de la pointe que possible physiquement.Sans ce type de support, notamment dans les travaux où le poinçon est plus étroit que l'épaisseur du matériau, le poinçon est vulnérable aux forces latérales qui pourraient plier la pointe.Si le poinçon est gravement maltraité de cette manière, il se plie suffisamment pour raser la matrice, endommageant ainsi les deux outils.(En règle générale, vous ne devez jamais grignoter une bande plus étroite que 2,5 fois l'épaisseur du matériau.)
Réaliser des trous simples et propres
Parfois, vous n’aurez besoin que d’un nombre limité de trous, mais ils doivent être de très haute qualité.C'est là aussi qu'une poinçonneuse peut se démarquer.
Prenons par exemple le cas où un trou fileté est requis.Dans une application comme celle-ci, il n’y a pas beaucoup de place à l’erreur.Généralement, lorsqu'un poinçon est utilisé pour créer un trou, les côtés seront très droits jusqu'au fond du trou, là où se produit la fracture du matériau.Le fond du trou sera un peu plus grand que le reste du trou à cause de cette fracturation.Un coup de poing et un rasage peuvent changer cette dynamique et créer des résultats très précis.Lorsque cette combinaison d’outillage est utilisée, le poinçon est légèrement plus petit que la taille finale du trou.Une fois les trous créés, un autre poinçon légèrement plus grand est utilisé avec un espacement plus serré pour raser les murs laissés par l'action de poinçonnage précédente.Le résultat est une paroi droite tout au long du trou, ce qui offre beaucoup plus de possibilités d'engagement du filetage lorsque le taraudage se produit.
Lorsqu'il s'agit de réaliser ces trous, vous devez connaître certaines directives concernant le rapport entre le poinçon et l'épaisseur du matériau :
Pour outillage non guidé
Aluminium : 0,75 pour 1
Acier doux : 1 pour 1
Acier inoxydable : 2 pour 1
Pour un outillage entièrement guidé
Aluminium : 0,5 pour 1
Acier doux : 0,75 pour 1
Acier inoxydable : 1 pour 1
Comment appliquez-vous ces directives à l’action de coup de poing ?Si vous percez de l'aluminium de 0,078 po d'épaisseur, par exemple, vous devez percer un trou avec un outil non guidé d'au moins 0,059 po. Avec un outil guidé, le trou perforé ne doit pas être inférieur à 0,39 po.
FIGURE 3. La feuille supérieure montre à quel point la tôle s'enroulera si des mesures ne sont pas prises pour y remédier pendant le processus de poinçonnage.
Vous devez également savoir où ces trous sont percés.Des trous au mauvais endroit pourraient déformer les trous et les formes à proximité.En général, il doit y avoir deux fois l'épaisseur du matériau entre les trous et deux fois l'épaisseur du matériau entre les trous et le bord de la feuille.
Un dernier rappel : si vous avez un bon alignement entre le poinçon et la matrice et que le bon jeu de matrice est sélectionné pour le type et l'épaisseur du matériau à poinçonner, les résultats devraient être acceptables.Et l’outillage durera plus longtemps que s’il avait été maltraité.
L'histoire du trou
Les poinçonneuses ont toute leur place dans les ateliers de fabrication modernes.Ils peuvent produire des dizaines de trous en quelques secondes et fournir des trous à haute tolérance qui peuvent être difficiles à reproduire avec un laser.
Mais cela ne s'arrête pas là.Les machines sont mieux adaptées au traitement efficace de petites pièces.Lorsque les flans finaux sont séparés du squelette, ils peuvent être envoyés dans la goulotte de la poinçonneuse ou collectés dans le bac à ferraille.Si la pièce n'est pas fixée au squelette alors qu'elle se trouve sur le lit d'une machine de découpe laser, elle peut tomber à travers les lattes et ensuite être soumise aux éclaboussures et débris du laser provenant du processus de découpe laser.
Même si l’accent est aujourd’hui mis sur les machines de découpe laser à fibre de grande puissance, les poinçonneuses ont également progressé.Ils traitent les feuilles plus rapidement que les générations précédentes de technologie et disposent de vitesses de rotation élevées, ce qui augmente le nombre de coups de poinçonnage pouvant être effectués par minute.Certaines machines peuvent poinçonner jusqu'à 1 350 coups par minute.
Mais la discussion sur la vitesse n’est qu’une partie de la conversation.Si l’accent est mis sur le débit, la poinçonneuse est difficile à battre.Il peut se former, tracer et tapoter, vous aidant ainsi à éviter d'autres processus en aval.C'est toute l'histoire en ce qui concerne la poinçonneuse.
FIGURE 4. Un motif de perforation comme celui-ci permet de garder la feuille plate tout en produisant tous les trous nécessaires pour terminer le travail.